Способ восстановления упругости торсионных валов

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и, в частности, к способам термомеханической обработки валов. Технической задачей изобретения является расширение технологических возможностей известного способа, а именно восстановление упругих свойств торсионных валов. Способ восстановления упругости торсионных валов включает нагрев, поверхностное пластическое деформирование и охлаждение. Причем нагрев, кручение и поверхностное пластическое деформирование осуществляют непрерывно-последовательно по длине торсионного вала. Кручение каждого нагреваемого сечения осуществляют на угол ϕ⁰₁, который рассчитывается по формуле где х - расстояние от конца торсионного вала до нагреваемого сечения (без шлицевой части вала), м; L - длина торсионного вала (без шлицевой части вала), м; ϕ⁰ - предельный угол скручивания торсионного вала, отработавшего ресурс, град. 1 табл., 7 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и, в частности, к способам термомеханической обработки валов.

Известны способы поверхностной обработки валов, заключающиеся в нагреве вала и накатке его поверхности роликом (см. Пшибыльский "Технология поверхностной пластической обработки", 1998, Москва). Однако эти способы не обеспечивают восстановления упругости торсионных валов.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ электромеханической обработки валов, описанный в книге Аскинази Б.М. "Упрочнение и восстановление деталей электромеханической обработкой". Ленинград, "Машиностроение", 1977, на странице 80.

Способ заключается в обкатке поверхности вала роликом с одновременным нагревом места контакта ролика и вала электрическим током и охлаждением.

Недостатком этого способа являются его недостаточные технологические возможности, в частности он не обеспечивает восстановления параметров торсионных валов.

Технической задачей изобретения является расширение технологических возможностей известного способа, а именно восстановление упругих свойств торсионных валов.

Поставленная задача достигается тем, что нагрев, кручение и поверхностное пластическое деформирование осуществляют непрерывно-последовательно по длине торсионного вала, причем кручение каждого нагреваемого сечения осуществляют на угол ϕ^°₁, который рассчитывается по формуле где x - расстояние от конца торсионного вала до нагреваемого сечения (без шлицевой части вала), м; L - длина торсионного вала (без шлицевой части вала), м; ϕ°- предельный угол скручивания торсионного вала, отработавшего ресурс, град.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен торсионный вал, отработавший ресурс, имеющий остаточную деформацию угол ϕ°. На фиг.2 изображена схема закрепления торсионного вала в неподвижном 1 и подвижном 2 зажимах.

На фиг.3 изображена схема установки для восстановления торсионных валов.

На фиг.4 изображена электрическая схема для нагрева торсионного вала.

На фиг. 5, 6, 7 изображены схемы восстановления торсионного вала при перемещении обкаточных роликов по длине торсионного вала.

Способ осуществляется следующим образом. Торсионный вал после эксплуатации скручивается по сравнению с новым на угол ϕ^°₁ (фиг.1). Вал, отработавший ресурс, устанавливают шлицевыми концами в зажимы 1 и 2 (фиг.2). Зажим 1 закреплен неподвижно, зажим 2 принудительно поворачивается вокруг оси. С противоположных сторон к неподвижно зажатому концу вала подводятся три обжимающих ролика 3, 4, 5 и прижимаются к валу усилием N (фиг.3). Для нагрева торсионного вала 6 служат трансформатор 7 и магнитный пускатель 8. Токоподводы трансформатора 7 закреплены на обжимающих роликах 3 и 5. Охлаждающая жидкость подводится в зону нагрева по трубке 9 (фиг.4).

При восстановлении торсионный вал шлицевыми концами закрепляют в зажимах 1 и 2. К валу подводят ролики 3, 4, 5 и прижимают усилием N (фиг. 5).

Одновременно: - придается вращение роликам 3, 4, 5, они обкатывают восстанавливаемый вал 6, перемещаясь от неподвижно зажатого конца к подвижному (фиг. 5, 6, 7); - включается магнитный пускатель 8, между роликом 3, валом 6 и роликом 5 пропускается электрический ток с параметрами U=10 В, J=5000 A;
- зажим 2 с закрепленным в нем концом торсионного вала постепенно, по мере продвижения обкаточных роликов 3, 4, 5, поворачивается в сторону, обратную нагружению при эксплуатации на угол ϕ^°₁.
Причем величина угла поворота ϕ^°₁ зажима 2 в каждый момент перемещения роликов 3, 4, 5 рассчитывается по формуле
,
где x - расстояние от конца торсионного вала до положения обкаточных роликов (без шлицевой части), м;
L - длина торсионного вала (без шлицевой части вала), м;
ϕ°- предельный угол скручивания торсионного вала, отработавшего ресурс, град.

Восстанавливаемый торсионный вал 6 последовательно в каждом своем сечении подвергается одновременному поверхностному пластическому обжатию роликами 3, 4, 5, нагреву между роликами 3 и 5, обратной деформации (кручения) на угол ϕ^°₁ между зажимами 1 и 2 и охлаждению жидкостью, которая поступает по трубке 9.

Исходные данные и результаты восстановления упругости выбракованных после эксплуатации торсионных валов заднего моста сельскохозяйственного трактора Т-70 приведены в таблице.

Из таблицы следует, что до восстановления торсионные валы имеют угол остаточной деформации ϕ° от 12^o до 21^o, а после обработки предлагаемым способом угол остаточной деформации составляет 0-2^o.

Предлагаемый способ имеет более широкие технологические возможности и позволяет восстанавливать упругость торсионных валов.

Формула изобретения

Способ восстановления упругости торсионных валов, включающий нагрев, поверхностное пластическое деформирование, охлаждение, отличающийся тем, что нагрев, кручение и поверхностное пластическое деформирование осуществляют непрерывно-последовательно по длине торсионного вала, причем кручение каждого нагреваемого сечения осуществляют на угол ϕ⁰₁, который рассчитывается по формуле

где x - расстояние от конца торсионного вала до нагреваемого сечения (без шлицевой части), м;
L - длина торсионного вала (без шлицевой части вала), м;
ϕ⁰ - предельный угол скручивания торсионного вала, отработавшего ресурс, град.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8